摘 要： 研究旨在設計一款實用便攜、應用范圍廣的耳聾耳鳴康復儀，在功能上增加了單片機控制治療強度，幫助患者恢復聽力，重獲健康。根據穴位的電阻抗特異性，設計閾值可調的探穴電路；設計波形發生器產生波形驅動耳機發聲，實現頻率、分貝連續可調的純音刺激源，液晶實時顯示并記錄患者聽閾值；采用白噪聲治療，通過三極管基極-集電極齊納擊穿產生白噪聲，強度可調節；設計生物脈沖產生電路，經過倍壓電路升壓，瞬間放電會有類似針灸的感覺，作用于人體穴位用于治療；液晶顯示治療強度，按鍵控制電路輸出強度。經過大量實驗，結果表明，探穴準確率高達95%；純音刺激源頻率和分貝滿足聽閾值檢測的要求，頻率為20 Hz~20 kHz，分貝為0~90 dB；生物脈沖刺激強度不超過人體安全電流、安全電壓。本項目研究的耳聾耳鳴康復儀操作簡單、實用、便攜，符合當代耳聾耳鳴康復儀發展趨勢，為進一步實現耳聾耳鳴患者有效的康復治療提供了良好的幫助。
關鍵詞： 耳聾耳鳴；探穴；白噪聲；生物脈沖；治療
0 引言
隨著生活壓力的增長，環境污染的加劇，耳聾耳鳴患者的數量呈現上漲的趨勢[1]。耳聾耳鳴極大程度地影響著日常生活，會進一步導致患者出現心理問題，給社會造成很大的壓力。
本文依據人體穴位電阻抗特性，設計了一款以單片機、ICL8038、555芯片為主的耳聾耳鳴康復儀。本系統設計包括穴位探測、聽力損失程度測試、白噪聲治療、生物脈沖治療、顯示電路和單片機外圍電路。該系統各個模塊互不影響，保證了系統的可行性和有效性。
1 系統設計
穴位具有感受性、效應性、特異性，通過穴位的不同刺激方法以及刺激量，可以達到對一些疾病的治療[2]。穴位通常是神經末梢和血管較少的地方，具有獨特的低電阻、高電容的特性[3]。白噪聲是指功率譜密度在整個頻域內均勻分布的噪聲。所有頻率具有相同能量密度的隨機噪聲稱為白噪聲。脈沖對人體有多種治療作用，通過刺激作用，可促進血管擴張，加快血液流動，使細胞得到充足的養分，改善耳聾耳鳴癥狀[4]。
系統整體結構如圖1所示。本項目通過探穴電路，當找到穴位時，蜂鳴器發出聲響并且二極管發光，對穴位進行標記，通過聽力損失程度測試，給予相應刺激程度的白噪聲和生物脈沖在標記穴位點處進行治療。治療電路反饋給單片機，控制液晶顯示刺激程度的大小。
2 硬件設計
2.1 穴位識別
555定時器是一種模擬和數字功能相結合的集成器件，性能可靠，使用靈活方便[5]。探穴電路如圖2所示，包括左邊的探測電路以及右邊的觸發顯示電路。當探針移動到接近或者觸及穴位時，因穴位具有低電阻的特性，三極管Q1導通，RS觸發器置1，3腳輸出高電平，Q2導通，發光二極管發光，蜂鳴器發出聲音，說明穴位找到了。在非穴位處，蜂鳴器不發出聲響。
2.2 聽力損失程度判別
圖3為波形發生電路圖，通過采用ICL8038制作了精密波形發生器，R1和R2兩者相等，使得矩形波占空比為50％，實際操作中由于接入電阻不精確，因此需要加上電位器R3，調節兩邊使其相等。10腳接了3個不同阻值的電容，開關控制其所需接入，采用不同的電容可以在低頻率和高頻率時減小失真度，波形輸出更加穩定。輸出的波形接入放大電路進行放大，穩壓后驅動耳機發出不同響度的聲音。波形輸入到單片機，通過單片機、A/D轉換、定時器液晶顯示屏等實時顯示分貝和頻率，聽力損失程度得到了判別。
2.3 白噪聲治療
白噪聲產生的原理是通過三極管基極-集電極齊納擊穿產生白噪聲。模擬電路（如圖4所示）產生白噪聲方便快捷。三極管產生白噪聲通過低通巴特沃斯濾波器集成電路，得到0~300 Hz的白噪聲[6]。TLC14是巴特沃斯低通濾波器單塊集成電路。濾波器外接時鐘穩定，濾波器截止頻率穩定，可以得到想要的頻率帶白噪聲。
2.4 生物脈沖治療
NE555振蕩器會產生不同振蕩，這是一種載波，加上單片機定時器產生的波形，會在載波上產生不同的變化。因為振蕩電路產生的電壓較低，無法讓人體感受到明顯的針灸感或者按摩感，為了讓這種感覺更加明顯，在輸出端接了倍壓電路，如圖5所示。倍壓電路使電路電壓升高，達到瞬間放電，這種瞬間放電給人體的感覺類似于針灸按摩[7]。振蕩產生的載波和單片機給的不同波形使刺激分為不同長度和方式，就達到了強度和模式不同。
3 軟件設計
聽力損失程度的劃分標準是根據能聽到聲音的分貝值來判斷，分貝等于功率比的常用對數的10倍[8]。單片機連接ADC0808芯片的START、OE、ALE管腳，每次采集都與上一次比較，取出最大值顯示出來。芯片D0~D7為 8 bit二進制數字量輸出端，通過單片機的控制，把P0口得到的電壓數字量進行處理，得到實際的電壓值，流程如圖6所示。
單片機采用t0計數器方式，在1 s的定時下對外部脈沖計數，設置計數模式為16位計數模式。t1用于定時，產生20 ms的單次溢出中斷時間，進項50次溢出達到1 s，之后進行外部脈沖讀取，便得到頻率，流程如圖7所示。
4 結果分析
4.1 穴位識別率
為了檢測探穴電路探查穴位的準確性，隨機選取了50名對象進行一些特定穴位的探測，得到檢測結果如表1所示。
本文研究的探穴電路操作簡單，元器件少，大部分患者穴位檢出率高達95％，穴位的準確檢出是治療能否有效的關鍵因數。
4.2 生物電脈沖使用感
為了檢測生物脈沖對人體的刺激使用感是否強，隨機抽取了50名對象（能夠清楚地表達自我感受），對他們的穴位施加不同強度的生物電脈沖刺激，得到實驗結果如表2所示。
一開始部分實驗對象覺得刺激太強烈，沒有心理準備，刺激太突然，但稍做調整，適應了這個強度之后，覺得挺舒服。
4.3 聽力損失閾值偏差值
常規純音測聽檢查時加測6 kHz聽閾，對早期聽力損害的檢出具有很好的參考價值，便于及早采取有效的防治措施[9]。
本實驗隨機抽取了50名對象（雙耳無聽力障礙，表達能力正常），對他們在隔音室和普通環境中分別進行6 kHz純音測聽，記錄所測得聽閾值，根據實驗要求進行數據分析后結果如表3所示。
根據實驗數據分析，外界環境因素很大程度上影響著被測者的聽閾值。干擾因素很有可能影響早期聽力損害的檢出，亦或是對已存在聽力障礙的患者測試結果不準確，達不到實驗要求的精確度，進而影響患者的治療效果。
5 結論
一般市場上的耳聾耳鳴康復儀價位比較高，元器件數目又較多，并且治療效果不理想，很難滿足患者的需要。本文研究的探穴電路操作簡單，元器件少，穴位的定位也十分準確，應用穴位神經刺激治療耳聾耳鳴，療效顯著，尤其是病程短、聽力衰退還不是很明顯者，療效更加顯著，而且無副作用。
本文設計的項目更加適合大部分患者群體，實用、便攜并且價格低，易操作，智能化，可廣泛應用于大中小型醫院以及家庭，并得到廣泛推廣，使患者重新過上健康生活。
參考文獻
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